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三自由度圆柱坐标工业机器人设计 摘 要 本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,。根据机器人的工作要求和结构特点，进行了机器人的总体设计，确定了机器人的外形尺寸和工作空间，拟定了机器人各关节的总体传动方案，对机器人腰关节结构进行了详细设计，合理布置了电机和齿轮，确定了各级传动参数，进行了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。该机器人具有刚性好，位置精度高、运行平稳的特点。本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。 关键词：三自由度，圆柱坐标，工业机器人 Abstract This design for three dof cylindrical coordinates type industrial robot, its working direction for two straight line direction and a rotating direction . Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple taskes. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work. Keywords: three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot 目 录 摘 要 I 1 绪论 1 1.1工业机器人的发展状况 1 1.1.1工业机器人的历史 1 1.1.2工业机器人的发展 1 1.1.3我国工业机器人 3 1.2选题背景及目的 4 1.3 工业机器人的设计要求及参数 5 1.4 工业机器人的总体设计步骤 6 2 三自由度圆柱坐标工业机器人的总体设计 7 2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述 7 2.2工业机器人的设计分析 8 2.2.1 设计要求 8 2.2.2 总体方案拟定 8 2.2.3　工业机器人主要技术性能参数 9 3 三自由度圆柱坐标工业机器人的机械系统设计 10 3.1 工业机器人的运动系统分析 10 3.1.1 机器人的运动概述 10 3.1.2机器人的运动过程分析 11 3.2工业机器人的执行机构设计 12 3.2.1末端执行机构设计 12 3.2.2手臂机构的设计 14 3.2.3腰部和基座设计 16 3.3 工业机器人的机械传动装置的选择 22 3.3.1 滚珠丝杠的选择 22 3.3.2 谐波齿轮的选择 23 3.3.3联轴器的选择 24 4 三自由度圆柱坐标工业机器人的计算机控制系统概述 25 4.1 工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求 25 4.2 计算机控制系统的设计方案 25 4.3 硬件电路的组成 26 5 工业机器人运行时应采取的安全措施 27 5.1 安全要求 27 5.2 实施方法 27 结 论 29 致谢 30 参考文献 32 1 绪论 1.1工业机器人的发展状况 1.1.1工业机器人的历史 1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。 　　20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之